老向講工控：西門(mén)子S7-1500 PLC編程從入門(mén)到精通

第1章 可編程控制器（PLC）基礎(chǔ) 1
1.1 認(rèn)識(shí)PLC 1
1.1.1 PLC 是什么 1
1.1.2 PLC 的發(fā)展歷史 1
1.1.3 PLC 的應(yīng)用范圍 2
1.1.4 PLC 的分類(lèi)與性能指標(biāo) 3
1.1.5 知名PLC 品牌介紹 4
1.2 PLC 的結(jié)構(gòu)和工作原理 4
1.2.1 PLC 的硬件組成 4
1.2.2 PLC 的工作原理 7
1.2.3 PLC 的立即輸入、輸出功能 9
1.3 傳感器和變送器 9
1.4 隔離器 10
1.5 數(shù)制和編碼 11
1.5.1 數(shù)制 11
1.5.2 編碼 13

第2章 西門(mén)子S7-1500 PLC 的硬件 15
2.1 西門(mén)子S7-1500 PLC 定位和性能特點(diǎn) 15
2.1.1 西門(mén)子SIMATIC 控制器簡(jiǎn)介 15
2.1.2 S7-1500 PLC 的性能特點(diǎn) 16
2.2 西門(mén)子S7-1500 PLC 常用模塊及其接線(xiàn) 17
2.2.1 電源模塊 17
2.2.2 S7-1500 PLC 模塊及其附件 17
2.2.3 S7-1500 PLC 信號(hào)模塊及其接線(xiàn) 24
2.2.4 S7-1500 PLC 通信模塊 32
2.2.5 S7-1500 PLC 分布式模塊 33
2.3 西門(mén)子S7-1500 PLC 的硬件安裝及接線(xiàn) 34
2.3.1 硬件配置 34
2.3.2 硬件安裝 36
2.3.3 接線(xiàn) 38

第3章 TIA Portal（博途）軟件使用入門(mén) 40
3.1 TIA Portal（博途）軟件簡(jiǎn)介 40
3.1.1 初識(shí)TIA Portal（博途）軟件 40
3.1.2 安裝TIA Portal 軟件的軟硬件條件 41
3.1.3 安裝TIA Portal 軟件的注意事項(xiàng) 43
3.1.4 安裝和卸載TIA Portal 軟件 43
3.2 TIA Portal 視圖與項(xiàng)目視圖 45
3.2.1 TIA Portal 視圖結(jié)構(gòu) 45
3.2.2 項(xiàng)目視圖 46
3.2.3 項(xiàng)目樹(shù) 48
3.3 用離線(xiàn)硬件組態(tài)法創(chuàng)建一個(gè)完整的TIA Portal 項(xiàng)目 49
3.3.1 在博途視圖中新建項(xiàng)目 49
3.3.2 添加設(shè)備 50
3.3.3 CPU 參數(shù)配置 51
3.3.4 S7-1500 的I/O 參數(shù)的配置 56
3.3.5 程序的輸入 58
3.3.6 程序下載到仿真軟件S7-PLCSIM 60
3.3.7 程序的監(jiān)視 61
3.4 用在線(xiàn)檢測(cè)法創(chuàng)建一個(gè)完整的TIA Portal 項(xiàng)目 62
3.4.1 在項(xiàng)目視圖中新建項(xiàng)目 62
3.4.2 在線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備 62
3.4.3 程序下載到S7-1500 CPU模塊 66
3.5 程序上載 69
3.6 使用快捷鍵 70
3.7 使用幫助 70
3.7.1 查找關(guān)鍵字或者功能 70
3.7.2 使用指令 71

第4章 西門(mén)子S7-1500 PLC 的編程語(yǔ)言 73
4.1 西門(mén)子S7-1500 PLC 的編程基礎(chǔ) 73
4.1.1 數(shù)據(jù)類(lèi)型 73
4.1.2 S7-1500 PLC 的存儲(chǔ)區(qū) 80
4.1.3 全局變量與區(qū)域變量 84
4.1.4 編程語(yǔ)言 85
4.1.5 變量表 86
4.2 位邏輯運(yùn)算指令 89
4.2.1 觸點(diǎn)與線(xiàn)圈相關(guān)邏輯 89
4.2.2 復(fù)位、置位、復(fù)位域和置位域指令 94
4.2.3 RS /SR 觸發(fā)器指令 95
4.2.4 上升沿和下降沿指令 96
4.3 定時(shí)器指令 100
4.3.1 通電延時(shí)定時(shí)器（TON） 100
4.3.2 斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF） 102
4.3.3 時(shí)間累加器（TONR） 105
4.3.4 原有定時(shí)器 106
4.4 計(jì)數(shù)器指令 110
4.4.1 加計(jì)數(shù)器（CTU） 110
4.4.2 減計(jì)數(shù)器（CTD） 111
4.4.3 原有計(jì)數(shù)器 112
4.5 傳送指令、比較指令和轉(zhuǎn)換指令 114
4.5.1 傳送指令 114
4.5.2 比較指令 117
4.5.3 轉(zhuǎn)換指令 119
4.6 數(shù)學(xué)函數(shù)指令、移位和循環(huán)指令 128
4.6.1 數(shù)學(xué)函數(shù)指令 128
4.6.2 移位和循環(huán)指令 135
4.7 應(yīng)用實(shí)例 139

第5章 西門(mén)子S7-1500 PLC 的程序結(jié)構(gòu) 144
5.1 塊、函數(shù)和組織塊 144
5.1.1 塊的概述 144
5.1.2 函數(shù)（FC）及其應(yīng)用 145
5.1.3 組織塊（OB）及其應(yīng)用 149
5.2 數(shù)據(jù)塊和函數(shù)塊 158
5.2.1 數(shù)據(jù)塊（DB）及其應(yīng)用 158
5.2.2 函數(shù)塊（FB）及其應(yīng)用 162
5.2.3 PLC 定義數(shù)據(jù)類(lèi)型（UDT）及其應(yīng)用 166
5.3 多重背景 169
5.3.1 多重背景的簡(jiǎn)介 169
5.3.2 多重背景的應(yīng)用 169

第6章 西門(mén)子S7-1500 PLC 的編程方法與調(diào)試 175
6.1 功能圖 175
6.1.1 功能圖的設(shè)計(jì)方法 175
6.1.2 梯形圖編程的原則 181
6.2 邏輯控制的梯形圖編程方法 182
6.2.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 182
6.2.2 功能圖設(shè)計(jì)法 183
6.3 西門(mén)子S7-1500 PLC 的調(diào)試方法 193
6.3.1 程序信息 193
6.3.2 交叉引用 195
6.3.3 比較功能 197
6.3.4 使用Trace 跟蹤變量 199
6.3.5 用監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試 202
6.3.6 用強(qiáng)制表進(jìn)行調(diào)試 205
6.3.7 其他調(diào)試方法 207

第7章 西門(mén)子PLC 的SCL 和GRAPH 編程 208
7.1 西門(mén)子PLC 的SCL 編程 208
7.1.1 S7-SCL 簡(jiǎn)介 208
7.1.2 S7-SCL 程序編輯器 209
7.1.3 S7-SCL 編程語(yǔ)言基礎(chǔ) 209
7.1.4 尋址 214
7.1.5 控制語(yǔ)句 218
7.1.6 SCL 塊 220
7.1.7 S7-SCL 應(yīng)用舉例 222
7.2 西門(mén)子PLC 的GRAPH 編程 228
7.2.1 S7-GRAPH 簡(jiǎn)介 228
7.2.2 S7-GRAPH 的應(yīng)用基礎(chǔ) 228
7.2.3 S7-GRAPH 的應(yīng)用舉例 235

第8章 西門(mén)子S7-1500 PLC 的通信應(yīng)用 240
8.1 通信基礎(chǔ)知識(shí) 240
8.1.1 通信的基本概念 240
8.1.2 PLC 網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語(yǔ)解釋 241
8.1.3 OSI 參考模型 242
8.1.4 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)介紹 243
8.2 PROFIBUS 通信及其應(yīng)用 244
8.2.1 PROFIBUS 通信概述 244
8.2.2 S7-1500 PLC 與ET200MP的PROFIBUS-DP 通信 245
8.2.3 S7-1500 PLC 與S7-1200PLC 間的PROFIBUS-DP 通信 250
8.3 西門(mén)子S7-1500 PLC 的以太網(wǎng)通信及其應(yīng)用 256
8.3.1 以太網(wǎng)通信介紹 256
8.3.2 工業(yè)以太網(wǎng)通信介紹 258
8.3.3 S7-1500 PLC 的以太網(wǎng)通信方式 259
8.4 西門(mén)子S7-1500 PLC 的OUC通信及其應(yīng)用 259
8.4.1 OUC 通信介紹 259
8.4.2 S7-1500 PLC 之間的TCP通信 260
8.5 西門(mén)子S7-1500 PLC 的Modbus-TCP 通信及其應(yīng)用 267
8.5.1 Modbus-TCP 通信基礎(chǔ) 267
8.5.2 S7-1500 PLC 與埃夫特機(jī)器人之間的Modbus-TCP 通信應(yīng)用 268
8.6 西門(mén)子S7-1500 PLC 的S7通信及其應(yīng)用 271
8.6.1 S7 通信基礎(chǔ) 271
8.6.2 S7-1500 PLC 與S7-1200PLC 之間的S7 通信應(yīng)用 272
8.7 PROFINET IO 通信 278
8.7.1 PROFINET IO 通信基礎(chǔ) 278
8.7.2 S7-1500 PLC 與分布式模塊ET200SP 之間的PROFINET通信 279
8.8 Modbus RTU 串行通信及其應(yīng)用 283
8.8.1 Modbus RTU 通信介紹 284
8.8.2 S7-1500 PLC 與溫度儀表的Modbus RTU 通信 286

第9章 西門(mén)子S7-1500 PLC 工藝功能及其應(yīng)用 291
9.1 運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ) 291
9.1.1 運(yùn)動(dòng)控制簡(jiǎn)介 291
9.1.2 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定 291
9.2 西門(mén)子S7-1500 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制功能及其應(yīng)用 293
9.2.1 S7-1500 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制指令 293
9.2.2 S7-1500 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用——速度控制 295
9.2.3 S7-1500 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用——位置控制 300
9.3 西門(mén)子S7-1500 PLC 高速計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 311
9.3.1 S7-1500 PLC 高速計(jì)數(shù)器基礎(chǔ) 311
9.3.2 S7-1500 PLC 高速計(jì)數(shù)器應(yīng)用 314
9.4 西門(mén)子S7-1500 的PID 控制及其應(yīng)用 317
9.4.1 PID 控制原理簡(jiǎn)介 317
9.4.2 PID 指令簡(jiǎn)介 319
9.4.3 S7-1500 PLC 對(duì)電爐溫度的控制 320

第10章 西門(mén)子S7-1500 PLC 的故障診斷技術(shù) 327
10.1 西門(mén)子S7-1500 PLC 診斷簡(jiǎn)介 327
10.2 通過(guò)模塊或者通道的LED 燈診斷故障 328
10.2.1 通過(guò)模塊的LED 燈診斷故障 328
10.2.2 通過(guò)模塊的通道LED 燈診斷故障 328
10.3 通過(guò)TIA Portal 軟件的PG/PC診斷故障 329
10.4 通過(guò)PLC 的Web 服務(wù)器診斷故障 331
10.5 通過(guò)PLC 的顯示屏診斷故障 336
10.5.1 顯示屏面板簡(jiǎn)介 336
10.5.2 用顯示屏面板診斷故障 337
10.6 在HMI 上通過(guò)調(diào)用診斷控件診斷故障 338
10.7 通過(guò)自帶診斷功能的模塊診斷故障 340
10.8 利用診斷面板診斷故障 342
10.9 通過(guò)Automation Tool 診斷故障 343
10.9.1 Automation Tool 功能 343
10.9.2 Automation Tool 診斷故障 343
10.10 通過(guò)Proneta 診斷故障 345
10.10.1 Proneta 介紹 345
10.10.2 Proneta 診斷故障 345

第11章 PLC 工程應(yīng)用 347
11.1 折邊機(jī)的PLC 控制 347
11.2 刨床的PLC 控制 354
11.3 剪切機(jī)的PLC 控制 361

參考文獻(xiàn) 373